519f9db063ff5f875e862a0656041660e3bec412
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memory_hotplug.c
1 /*
2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
3  *
4  *  Copyright (C)
5  */
6
7 #include <linux/stddef.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/sched/signal.h>
10 #include <linux/swap.h>
11 #include <linux/interrupt.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/pagevec.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/rmap.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
48  */
49
50 static void generic_online_page(struct page *page);
51
52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
54
55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
56
57 void get_online_mems(void)
58 {
59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
60 }
61
62 void put_online_mems(void)
63 {
64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
65 }
66
67 bool movable_node_enabled = false;
68
69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
70 bool memhp_auto_online;
71 #else
72 bool memhp_auto_online = true;
73 #endif
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
75
76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
77 {
78         if (!strcmp(str, "online"))
79                 memhp_auto_online = true;
80         else if (!strcmp(str, "offline"))
81                 memhp_auto_online = false;
82
83         return 1;
84 }
85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
86
87 void mem_hotplug_begin(void)
88 {
89         cpus_read_lock();
90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
91 }
92
93 void mem_hotplug_done(void)
94 {
95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
96         cpus_read_unlock();
97 }
98
99 u64 max_mem_size = U64_MAX;
100
101 /* add this memory to iomem resource */
102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
103 {
104         struct resource *res, *conflict;
105
106         if (start + size > max_mem_size)
107                 return ERR_PTR(-E2BIG);
108
109         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
110         if (!res)
111                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
112
113         res->name = "System RAM";
114         res->start = start;
115         res->end = start + size - 1;
116         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
117         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
118         if (conflict) {
119                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
120                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
121                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
122                                  (unsigned long long)start);
123                 }
124                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
125                 kfree(res);
126                 return ERR_PTR(-EEXIST);
127         }
128         return res;
129 }
130
131 static void release_memory_resource(struct resource *res)
132 {
133         if (!res)
134                 return;
135         release_resource(res);
136         kfree(res);
137         return;
138 }
139
140 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
141 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
142                       unsigned long type)
143 {
144         page->freelist = (void *)type;
145         SetPagePrivate(page);
146         set_page_private(page, info);
147         page_ref_inc(page);
148 }
149
150 void put_page_bootmem(struct page *page)
151 {
152         unsigned long type;
153
154         type = (unsigned long) page->freelist;
155         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
156                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
157
158         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
159                 page->freelist = NULL;
160                 ClearPagePrivate(page);
161                 set_page_private(page, 0);
162                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
163                 free_reserved_page(page);
164         }
165 }
166
167 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
168 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
169 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
170 {
171         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
172         struct mem_section *ms;
173         struct page *page, *memmap;
174
175         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
176         ms = __nr_to_section(section_nr);
177
178         /* Get section's memmap address */
179         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
180
181         /*
182          * Get page for the memmap's phys address
183          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
184          */
185         page = virt_to_page(memmap);
186         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
187         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
188
189         /* remember memmap's page */
190         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
191                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
192
193         usemap = ms->pageblock_flags;
194         page = virt_to_page(usemap);
195
196         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
197
198         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
199                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
200
201 }
202 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
203 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
204 {
205         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
206         struct mem_section *ms;
207         struct page *page, *memmap;
208
209         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
210         ms = __nr_to_section(section_nr);
211
212         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
213
214         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
215
216         usemap = ms->pageblock_flags;
217         page = virt_to_page(usemap);
218
219         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
220
221         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
222                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
223 }
224 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
225
226 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
227 {
228         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
229         int node = pgdat->node_id;
230         struct page *page;
231
232         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
233         page = virt_to_page(pgdat);
234
235         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
236                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
237
238         pfn = pgdat->node_start_pfn;
239         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
240
241         /* register section info */
242         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
243                 /*
244                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
245                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
246                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
247                  * reside in some other nodes.
248                  */
249                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
250                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
251         }
252 }
253 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
254
255 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
256                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
257 {
258         int ret;
259
260         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
261                 return -EEXIST;
262
263         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
264         if (ret < 0)
265                 return ret;
266
267         if (!want_memblock)
268                 return 0;
269
270         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
271 }
272
273 /*
274  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
275  * expected that archs that support memory hotplug will
276  * call this function after deciding the zone to which to
277  * add the new pages.
278  */
279 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
280                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
281                 bool want_memblock)
282 {
283         unsigned long i;
284         int err = 0;
285         int start_sec, end_sec;
286
287         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
288         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
289         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
290
291         if (altmap) {
292                 /*
293                  * Validate altmap is within bounds of the total request
294                  */
295                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
296                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
297                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
298                         err = -EINVAL;
299                         goto out;
300                 }
301                 altmap->alloc = 0;
302         }
303
304         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
305                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
306                                 want_memblock);
307
308                 /*
309                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
310                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
311                  * Warning will be printed if there is collision.
312                  */
313                 if (err && (err != -EEXIST))
314                         break;
315                 err = 0;
316                 cond_resched();
317         }
318         vmemmap_populate_print_last();
319 out:
320         return err;
321 }
322
323 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
324 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
325 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
326                                      unsigned long start_pfn,
327                                      unsigned long end_pfn)
328 {
329         struct mem_section *ms;
330
331         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
332                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
333
334                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
335                         continue;
336
337                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
338                         continue;
339
340                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
341                         continue;
342
343                 return start_pfn;
344         }
345
346         return 0;
347 }
348
349 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
350 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
351                                     unsigned long start_pfn,
352                                     unsigned long end_pfn)
353 {
354         struct mem_section *ms;
355         unsigned long pfn;
356
357         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
358         pfn = end_pfn - 1;
359         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
360                 ms = __pfn_to_section(pfn);
361
362                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
363                         continue;
364
365                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
366                         continue;
367
368                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
369                         continue;
370
371                 return pfn;
372         }
373
374         return 0;
375 }
376
377 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
378                              unsigned long end_pfn)
379 {
380         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
381         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
382         unsigned long zone_end_pfn = z;
383         unsigned long pfn;
384         struct mem_section *ms;
385         int nid = zone_to_nid(zone);
386
387         zone_span_writelock(zone);
388         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
389                 /*
390                  * If the section is smallest section in the zone, it need
391                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
392                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
393                  * for shrinking zone.
394                  */
395                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
396                                                 zone_end_pfn);
397                 if (pfn) {
398                         zone->zone_start_pfn = pfn;
399                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
400                 }
401         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
402                 /*
403                  * If the section is biggest section in the zone, it need
404                  * shrink zone->spanned_pages.
405                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
406                  * shrinking zone.
407                  */
408                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
409                                                start_pfn);
410                 if (pfn)
411                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
412         }
413
414         /*
415          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
416          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
417          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
418          * it check the zone has only hole or not.
419          */
420         pfn = zone_start_pfn;
421         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
422                 ms = __pfn_to_section(pfn);
423
424                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
425                         continue;
426
427                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
428                         continue;
429
430                  /* If the section is current section, it continues the loop */
431                 if (start_pfn == pfn)
432                         continue;
433
434                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
435                 zone_span_writeunlock(zone);
436                 return;
437         }
438
439         /* The zone has no valid section */
440         zone->zone_start_pfn = 0;
441         zone->spanned_pages = 0;
442         zone_span_writeunlock(zone);
443 }
444
445 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
446                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
447 {
448         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
449         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
450         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
451         unsigned long pfn;
452         struct mem_section *ms;
453         int nid = pgdat->node_id;
454
455         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
456                 /*
457                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
458                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
459                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
460                  * for shrinking zone.
461                  */
462                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
463                                                 pgdat_end_pfn);
464                 if (pfn) {
465                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
466                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
467                 }
468         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
469                 /*
470                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
471                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
472                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
473                  * shrinking zone.
474                  */
475                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
476                                                start_pfn);
477                 if (pfn)
478                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
479         }
480
481         /*
482          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
483          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
484          * change the pgdat.
485          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
486          * has only hole or not.
487          */
488         pfn = pgdat_start_pfn;
489         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
490                 ms = __pfn_to_section(pfn);
491
492                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
493                         continue;
494
495                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
496                         continue;
497
498                  /* If the section is current section, it continues the loop */
499                 if (start_pfn == pfn)
500                         continue;
501
502                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
503                 return;
504         }
505
506         /* The pgdat has no valid section */
507         pgdat->node_start_pfn = 0;
508         pgdat->node_spanned_pages = 0;
509 }
510
511 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
512 {
513         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
514         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
515         unsigned long flags;
516
517         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
518         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
519         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
520         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
521 }
522
523 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
524                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
525 {
526         unsigned long start_pfn;
527         int scn_nr;
528         int ret = -EINVAL;
529
530         if (!valid_section(ms))
531                 return ret;
532
533         ret = unregister_memory_section(ms);
534         if (ret)
535                 return ret;
536
537         scn_nr = __section_nr(ms);
538         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
539         __remove_zone(zone, start_pfn);
540
541         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
542         return 0;
543 }
544
545 /**
546  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
547  * @zone: zone from which pages need to be removed
548  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
549  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
550  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
551  *
552  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
553  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
554  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
555  * calling offline_pages().
556  */
557 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
558                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
559 {
560         unsigned long i;
561         unsigned long map_offset = 0;
562         int sections_to_remove, ret = 0;
563
564         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
565         if (is_dev_zone(zone)) {
566                 if (altmap)
567                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
568         } else {
569                 resource_size_t start, size;
570
571                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
572                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
573
574                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
575                                         size);
576                 if (ret) {
577                         resource_size_t endres = start + size - 1;
578
579                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
580                                         &start, &endres, ret);
581                 }
582         }
583
584         clear_zone_contiguous(zone);
585
586         /*
587          * We can only remove entire sections
588          */
589         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
590         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
591
592         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
593         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
594                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
595
596                 cond_resched();
597                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
598                                 altmap);
599                 map_offset = 0;
600                 if (ret)
601                         break;
602         }
603
604         set_zone_contiguous(zone);
605
606         return ret;
607 }
608 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
609
610 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
611 {
612         int rc = -EINVAL;
613
614         get_online_mems();
615         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
616
617         if (online_page_callback == generic_online_page) {
618                 online_page_callback = callback;
619                 rc = 0;
620         }
621
622         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
623         put_online_mems();
624
625         return rc;
626 }
627 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
628
629 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
630 {
631         int rc = -EINVAL;
632
633         get_online_mems();
634         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
635
636         if (online_page_callback == callback) {
637                 online_page_callback = generic_online_page;
638                 rc = 0;
639         }
640
641         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
642         put_online_mems();
643
644         return rc;
645 }
646 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
647
648 void __online_page_set_limits(struct page *page)
649 {
650 }
651 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
652
653 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
654 {
655         adjust_managed_page_count(page, 1);
656 }
657 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
658
659 void __online_page_free(struct page *page)
660 {
661         __free_reserved_page(page);
662 }
663 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
664
665 static void generic_online_page(struct page *page)
666 {
667         __online_page_set_limits(page);
668         __online_page_increment_counters(page);
669         __online_page_free(page);
670 }
671
672 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
673                         void *arg)
674 {
675         unsigned long i;
676         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
677         struct page *page;
678
679         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
680                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
681                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
682                         (*online_page_callback)(page);
683                         onlined_pages++;
684                 }
685
686         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
687
688         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
689         return 0;
690 }
691
692 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
693 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
694         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
695 {
696         int nid = zone_to_nid(zone);
697
698         arg->status_change_nid = -1;
699         arg->status_change_nid_normal = -1;
700         arg->status_change_nid_high = -1;
701
702         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
703                 arg->status_change_nid = nid;
704         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
705                 arg->status_change_nid_normal = nid;
706 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
707         if (zone_idx(zone) <= N_HIGH_MEMORY && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
708                 arg->status_change_nid_high = nid;
709 #endif
710 }
711
712 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
713 {
714         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
715                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
716
717         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
718                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
719
720         if (arg->status_change_nid >= 0)
721                 node_set_state(node, N_MEMORY);
722 }
723
724 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
725                 unsigned long nr_pages)
726 {
727         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
728
729         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
730                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
731
732         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
733 }
734
735 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
736                                      unsigned long nr_pages)
737 {
738         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
739
740         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
741                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
742
743         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
744 }
745
746 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
747                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
748 {
749         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
750         int nid = pgdat->node_id;
751         unsigned long flags;
752
753         clear_zone_contiguous(zone);
754
755         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
756         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
757         zone_span_writelock(zone);
758         if (zone_is_empty(zone))
759                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
760         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
761         zone_span_writeunlock(zone);
762         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
763         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
764
765         /*
766          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
767          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
768          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
769          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
770          */
771         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
772                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
773
774         set_zone_contiguous(zone);
775 }
776
777 /*
778  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
779  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
780  * to the ZONE_NORMAL.
781  */
782 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
783                 unsigned long nr_pages)
784 {
785         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
786         int zid;
787
788         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
789                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
790
791                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
792                         return zone;
793         }
794
795         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
796 }
797
798 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
799                 unsigned long nr_pages)
800 {
801         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
802                         nr_pages);
803         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
804         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
805         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
806
807         /*
808          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
809          * overlap in the given range
810          */
811         if (in_kernel ^ in_movable)
812                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
813
814         /*
815          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
816          * given range then we use movable zone only if movable_node is
817          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
818          */
819         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
820 }
821
822 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
823                 unsigned long nr_pages)
824 {
825         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
826                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
827
828         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
829                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
830
831         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
832 }
833
834 /*
835  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
836  * for the given online type.
837  */
838 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
839                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
840 {
841         struct zone *zone;
842
843         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
844         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
845         return zone;
846 }
847
848 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
849 {
850         unsigned long flags;
851         unsigned long onlined_pages = 0;
852         struct zone *zone;
853         int need_zonelists_rebuild = 0;
854         int nid;
855         int ret;
856         struct memory_notify arg;
857         struct memory_block *mem;
858
859         mem_hotplug_begin();
860
861         /*
862          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
863          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
864          */
865         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
866         nid = mem->nid;
867
868         /* associate pfn range with the zone */
869         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
870
871         arg.start_pfn = pfn;
872         arg.nr_pages = nr_pages;
873         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
874
875         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
876         ret = notifier_to_errno(ret);
877         if (ret)
878                 goto failed_addition;
879
880         /*
881          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
882          * This means the page allocator ignores this zone.
883          * So, zonelist must be updated after online.
884          */
885         if (!populated_zone(zone)) {
886                 need_zonelists_rebuild = 1;
887                 setup_zone_pageset(zone);
888         }
889
890         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
891                 online_pages_range);
892         if (ret) {
893                 if (need_zonelists_rebuild)
894                         zone_pcp_reset(zone);
895                 goto failed_addition;
896         }
897
898         zone->present_pages += onlined_pages;
899
900         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
901         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
902         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
903
904         if (onlined_pages) {
905                 node_states_set_node(nid, &arg);
906                 if (need_zonelists_rebuild)
907                         build_all_zonelists(NULL);
908                 else
909                         zone_pcp_update(zone);
910         }
911
912         init_per_zone_wmark_min();
913
914         if (onlined_pages) {
915                 kswapd_run(nid);
916                 kcompactd_run(nid);
917         }
918
919         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
920
921         writeback_set_ratelimit();
922
923         if (onlined_pages)
924                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
925         mem_hotplug_done();
926         return 0;
927
928 failed_addition:
929         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
930                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
931                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
932         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
933         mem_hotplug_done();
934         return ret;
935 }
936 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
937
938 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
939 {
940         struct zone *z;
941
942         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
943                 z->present_pages = 0;
944
945         pgdat->node_present_pages = 0;
946 }
947
948 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
949 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
950 {
951         struct pglist_data *pgdat;
952         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
953
954         pgdat = NODE_DATA(nid);
955         if (!pgdat) {
956                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
957                 if (!pgdat)
958                         return NULL;
959
960                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
961         } else {
962                 /*
963                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
964                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
965                  * when it starts in the near future.
966                  */
967                 pgdat->nr_zones = 0;
968                 pgdat->kswapd_order = 0;
969                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
970         }
971
972         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
973
974         pgdat->node_id = nid;
975         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
976
977         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
978         free_area_init_core_hotplug(nid);
979         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
980
981         /*
982          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
983          * to access not-initialized zonelist, build here.
984          */
985         build_all_zonelists(pgdat);
986
987         /*
988          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
989          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
990          * online_pages() and offline_pages().
991          */
992         reset_node_managed_pages(pgdat);
993         reset_node_present_pages(pgdat);
994
995         return pgdat;
996 }
997
998 static void rollback_node_hotadd(int nid)
999 {
1000         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1001
1002         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1003         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1004         arch_free_nodedata(pgdat);
1005         return;
1006 }
1007
1008
1009 /**
1010  * try_online_node - online a node if offlined
1011  * @nid: the node ID
1012  * @start: start addr of the node
1013  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1014  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1015  *
1016  * Returns:
1017  * 1 -> a new node has been allocated
1018  * 0 -> the node is already online
1019  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1020  */
1021 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1022 {
1023         pg_data_t *pgdat;
1024         int ret = 1;
1025
1026         if (node_online(nid))
1027                 return 0;
1028
1029         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1030         if (!pgdat) {
1031                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1032                 ret = -ENOMEM;
1033                 goto out;
1034         }
1035
1036         if (set_node_online) {
1037                 node_set_online(nid);
1038                 ret = register_one_node(nid);
1039                 BUG_ON(ret);
1040         }
1041 out:
1042         return ret;
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Users of this function always want to online/register the node
1047  */
1048 int try_online_node(int nid)
1049 {
1050         int ret;
1051
1052         mem_hotplug_begin();
1053         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1054         mem_hotplug_done();
1055         return ret;
1056 }
1057
1058 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1059 {
1060         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1061         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1062         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1063         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1064
1065         /* memory range must be block size aligned */
1066         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1067             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1068                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1069                        block_sz, start, size);
1070                 return -EINVAL;
1071         }
1072
1073         return 0;
1074 }
1075
1076 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1077 {
1078         return device_online(&mem->dev);
1079 }
1080
1081 /*
1082  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1083  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1084  *
1085  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1086  */
1087 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1088 {
1089         u64 start, size;
1090         bool new_node = false;
1091         int ret;
1092
1093         start = res->start;
1094         size = resource_size(res);
1095
1096         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1097         if (ret)
1098                 return ret;
1099
1100         mem_hotplug_begin();
1101
1102         /*
1103          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1104          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1105          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1106          * be removed at hot-remove time.
1107          */
1108         memblock_add_node(start, size, nid);
1109
1110         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1111         if (ret < 0)
1112                 goto error;
1113         new_node = ret;
1114
1115         /* call arch's memory hotadd */
1116         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1117         if (ret < 0)
1118                 goto error;
1119
1120         if (new_node) {
1121                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1122                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1123                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1124                  * We online node here. We can't roll back from here.
1125                  */
1126                 node_set_online(nid);
1127                 ret = __register_one_node(nid);
1128                 BUG_ON(ret);
1129         }
1130
1131         /* link memory sections under this node.*/
1132         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1133         BUG_ON(ret);
1134
1135         /* create new memmap entry */
1136         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1137
1138         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1139         mem_hotplug_done();
1140
1141         /* online pages if requested */
1142         if (memhp_auto_online)
1143                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1144                                   NULL, online_memory_block);
1145
1146         return ret;
1147 error:
1148         /* rollback pgdat allocation and others */
1149         if (new_node)
1150                 rollback_node_hotadd(nid);
1151         memblock_remove(start, size);
1152         mem_hotplug_done();
1153         return ret;
1154 }
1155
1156 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1157 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1158 {
1159         struct resource *res;
1160         int ret;
1161
1162         res = register_memory_resource(start, size);
1163         if (IS_ERR(res))
1164                 return PTR_ERR(res);
1165
1166         ret = add_memory_resource(nid, res);
1167         if (ret < 0)
1168                 release_memory_resource(res);
1169         return ret;
1170 }
1171
1172 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1173 {
1174         int rc;
1175
1176         lock_device_hotplug();
1177         rc = __add_memory(nid, start, size);
1178         unlock_device_hotplug();
1179
1180         return rc;
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1183
1184 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1185 /*
1186  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1187  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1188  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1189  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1190  * be located at the start of the pageblock
1191  */
1192 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1193 {
1194         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1195 }
1196
1197 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1198 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1199 {
1200         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1201         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1202
1203         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1204         if (pageblock_free(page)) {
1205                 int order;
1206                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1207                 order = page_order(page);
1208                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1209                         return page + (1 << order);
1210         }
1211
1212         return page + pageblock_nr_pages;
1213 }
1214
1215 static bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
1216 {
1217         struct zone *zone;
1218         unsigned long pfn;
1219
1220         /*
1221          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1222          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1223          * the zone but still within the section.
1224          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1225          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1226          */
1227         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1228                 return false;
1229
1230         zone = page_zone(page);
1231         pfn = page_to_pfn(page);
1232         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1233                 return false;
1234
1235         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1236 }
1237
1238 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1239 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1240 {
1241         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1242         unsigned long end_pfn = min(start_pfn + nr_pages, zone_end_pfn(page_zone(page)));
1243         struct page *end_page = pfn_to_page(end_pfn);
1244
1245         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1246         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1247                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1248                         return false;
1249                 cond_resched();
1250         }
1251
1252         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1253         return true;
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1258  * When true, return its valid [start, end).
1259  */
1260 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1261                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1262 {
1263         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1264         unsigned long start, end;
1265         struct zone *zone = NULL;
1266         struct page *page;
1267         int i;
1268         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1269              pfn < end_pfn;
1270              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1271                 /* Make sure the memory section is present first */
1272                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1273                         continue;
1274                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1275                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1276                         i = 0;
1277                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1278                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1279                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1280                                 i++;
1281                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1282                                 continue;
1283                         /* Check if we got outside of the zone */
1284                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1285                                 return 0;
1286                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1287                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1288                                 return 0;
1289                         if (!zone)
1290                                 start = pfn + i;
1291                         zone = page_zone(page);
1292                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1293                 }
1294         }
1295
1296         if (zone) {
1297                 *valid_start = start;
1298                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1299                 return 1;
1300         } else {
1301                 return 0;
1302         }
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1307  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1308  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1309  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1310  */
1311 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1312 {
1313         unsigned long pfn;
1314
1315         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1316                 struct page *page, *head;
1317                 unsigned long skip;
1318
1319                 if (!pfn_valid(pfn))
1320                         continue;
1321                 page = pfn_to_page(pfn);
1322                 if (PageLRU(page))
1323                         return pfn;
1324                 if (__PageMovable(page))
1325                         return pfn;
1326
1327                 if (!PageHuge(page))
1328                         continue;
1329                 head = compound_head(page);
1330                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1331                     page_huge_active(head))
1332                         return pfn;
1333                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1334                 pfn += skip - 1;
1335         }
1336         return 0;
1337 }
1338
1339 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1340 {
1341         int nid = page_to_nid(page);
1342         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1343
1344         /*
1345          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1346          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1347          * of the only existing node)
1348          */
1349         node_clear(nid, nmask);
1350         if (nodes_empty(nmask))
1351                 node_set(nid, nmask);
1352
1353         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1354 }
1355
1356 static int
1357 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1358 {
1359         unsigned long pfn;
1360         struct page *page;
1361         int ret = 0;
1362         LIST_HEAD(source);
1363
1364         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1365                 if (!pfn_valid(pfn))
1366                         continue;
1367                 page = pfn_to_page(pfn);
1368
1369                 if (PageHuge(page)) {
1370                         struct page *head = compound_head(page);
1371                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1372                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1373                                 ret = -EBUSY;
1374                                 break;
1375                         }
1376                         isolate_huge_page(page, &source);
1377                         continue;
1378                 } else if (PageTransHuge(page))
1379                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1380                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1381
1382                 /*
1383                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1384                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1385                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1386                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1387                  * the unmap as the catch all safety net).
1388                  */
1389                 if (PageHWPoison(page)) {
1390                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1391                                 isolate_lru_page(page);
1392                         if (page_mapped(page))
1393                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1394                         continue;
1395                 }
1396
1397                 if (!get_page_unless_zero(page))
1398                         continue;
1399                 /*
1400                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1401                  * LRU and non-lru movable pages.
1402                  */
1403                 if (PageLRU(page))
1404                         ret = isolate_lru_page(page);
1405                 else
1406                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1407                 if (!ret) { /* Success */
1408                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1409                         if (!__PageMovable(page))
1410                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1411                                                     page_is_file_cache(page));
1412
1413                 } else {
1414                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1415                         dump_page(page, "isolation failed");
1416                 }
1417                 put_page(page);
1418         }
1419         if (!list_empty(&source)) {
1420                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1421                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1422                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1423                 if (ret) {
1424                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1425                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1426                                        page_to_pfn(page), ret);
1427                                 dump_page(page, "migration failure");
1428                         }
1429                         putback_movable_pages(&source);
1430                 }
1431         }
1432
1433         return ret;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1438  */
1439 static int
1440 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1441                         void *data)
1442 {
1443         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 static void
1448 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1449 {
1450         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1451                                 offline_isolated_pages_cb);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1456  */
1457 static int
1458 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1459                         void *data)
1460 {
1461         int ret;
1462         long offlined = *(long *)data;
1463         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1464         offlined = nr_pages;
1465         if (!ret)
1466                 *(long *)data += offlined;
1467         return ret;
1468 }
1469
1470 static long
1471 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1472 {
1473         long offlined = 0;
1474         int ret;
1475
1476         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1477                         check_pages_isolated_cb);
1478         if (ret < 0)
1479                 offlined = (long)ret;
1480         return offlined;
1481 }
1482
1483 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1484 {
1485 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1486         movable_node_enabled = true;
1487 #else
1488         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1489 #endif
1490         return 0;
1491 }
1492 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1493
1494 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1495 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1496                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1497 {
1498         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1499         unsigned long present_pages = 0;
1500         enum zone_type zt;
1501
1502         arg->status_change_nid = -1;
1503         arg->status_change_nid_normal = -1;
1504         arg->status_change_nid_high = -1;
1505
1506         /*
1507          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1508          * If the memory to be offline is within the range
1509          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1510          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1511          * thus we can determine that we need to clear the node from
1512          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1513          */
1514         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1515                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1516         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1517                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1518
1519 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1520         /*
1521          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1522          * have normal memory or high memory.
1523          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1524          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1525          * we determine that the zones in that range become empty,
1526          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1527          */
1528         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1529         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1530                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1531 #endif
1532
1533         /*
1534          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1535          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1536          * as well.
1537          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1538          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1539          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1540          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1541          * it for N_MEMORY as well.
1542          */
1543         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1544
1545         if (nr_pages >= present_pages)
1546                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1547 }
1548
1549 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1550 {
1551         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1552                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1553
1554         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1555                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1556
1557         if (arg->status_change_nid >= 0)
1558                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1559 }
1560
1561 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1562                   unsigned long end_pfn)
1563 {
1564         unsigned long pfn, nr_pages;
1565         long offlined_pages;
1566         int ret, node;
1567         unsigned long flags;
1568         unsigned long valid_start, valid_end;
1569         struct zone *zone;
1570         struct memory_notify arg;
1571         char *reason;
1572
1573         mem_hotplug_begin();
1574
1575         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1576            we assume this for now. .*/
1577         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1578                                   &valid_end)) {
1579                 ret = -EINVAL;
1580                 reason = "multizone range";
1581                 goto failed_removal;
1582         }
1583
1584         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1585         node = zone_to_nid(zone);
1586         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1587
1588         /* set above range as isolated */
1589         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1590                                        MIGRATE_MOVABLE,
1591                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1592         if (ret) {
1593                 reason = "failure to isolate range";
1594                 goto failed_removal;
1595         }
1596
1597         arg.start_pfn = start_pfn;
1598         arg.nr_pages = nr_pages;
1599         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1600
1601         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1602         ret = notifier_to_errno(ret);
1603         if (ret) {
1604                 reason = "notifier failure";
1605                 goto failed_removal_isolated;
1606         }
1607
1608         do {
1609                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1610                         if (signal_pending(current)) {
1611                                 ret = -EINTR;
1612                                 reason = "signal backoff";
1613                                 goto failed_removal_isolated;
1614                         }
1615
1616                         cond_resched();
1617                         lru_add_drain_all();
1618                         drain_all_pages(zone);
1619
1620                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1621                         if (pfn) {
1622                                 /*
1623                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1624                                  * out
1625                                  */
1626                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1627                         }
1628                 }
1629
1630                 /*
1631                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1632                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1633                  * counting consistent.
1634                  */
1635                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1636                 if (ret) {
1637                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1638                         goto failed_removal_isolated;
1639                 }
1640                 /* check again */
1641                 offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1642         } while (offlined_pages < 0);
1643
1644         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1645         /* Ok, all of our target is isolated.
1646            We cannot do rollback at this point. */
1647         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1648         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1649         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1650         /* removal success */
1651         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1652         zone->present_pages -= offlined_pages;
1653
1654         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1655         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1656         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1657
1658         init_per_zone_wmark_min();
1659
1660         if (!populated_zone(zone)) {
1661                 zone_pcp_reset(zone);
1662                 build_all_zonelists(NULL);
1663         } else
1664                 zone_pcp_update(zone);
1665
1666         node_states_clear_node(node, &arg);
1667         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1668                 kswapd_stop(node);
1669                 kcompactd_stop(node);
1670         }
1671
1672         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1673         writeback_set_ratelimit();
1674
1675         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1676         mem_hotplug_done();
1677         return 0;
1678
1679 failed_removal_isolated:
1680         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1681 failed_removal:
1682         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1683                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1684                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1685                  reason);
1686         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1687         /* pushback to free area */
1688         mem_hotplug_done();
1689         return ret;
1690 }
1691
1692 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1693 {
1694         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1695 }
1696 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1697
1698 /**
1699  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1700  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1701  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1702  * @arg: argument passed to func
1703  * @func: callback for each memory section walked
1704  *
1705  * This function walks through all present mem sections in range
1706  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1707  *
1708  * Returns the return value of func.
1709  */
1710 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1711                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1712 {
1713         struct memory_block *mem = NULL;
1714         struct mem_section *section;
1715         unsigned long pfn, section_nr;
1716         int ret;
1717
1718         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1719                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1720                 if (!present_section_nr(section_nr))
1721                         continue;
1722
1723                 section = __nr_to_section(section_nr);
1724                 /* same memblock? */
1725                 if (mem)
1726                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1727                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1728                                 continue;
1729
1730                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1731                 if (!mem)
1732                         continue;
1733
1734                 ret = func(mem, arg);
1735                 if (ret) {
1736                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1737                         return ret;
1738                 }
1739         }
1740
1741         if (mem)
1742                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1743
1744         return 0;
1745 }
1746
1747 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1748 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1749 {
1750         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1751
1752         if (unlikely(ret)) {
1753                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1754
1755                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1756                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1757                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1758                         &beginpa, &endpa);
1759         }
1760
1761         return ret;
1762 }
1763
1764 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1765 {
1766         int cpu;
1767
1768         for_each_present_cpu(cpu) {
1769                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1770                         /*
1771                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1772                          * offline this node.
1773                          */
1774                         return -EBUSY;
1775         }
1776
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 /**
1781  * try_offline_node
1782  * @nid: the node ID
1783  *
1784  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1785  *
1786  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1787  * and online/offline operations before this call.
1788  */
1789 void try_offline_node(int nid)
1790 {
1791         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1792         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1793         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1794         unsigned long pfn;
1795
1796         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1797                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1798
1799                 if (!present_section_nr(section_nr))
1800                         continue;
1801
1802                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1803                         continue;
1804
1805                 /*
1806                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1807                  * can't offline node now.
1808                  */
1809                 return;
1810         }
1811
1812         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1813                 return;
1814
1815         /*
1816          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1817          * node now.
1818          */
1819         node_set_offline(nid);
1820         unregister_one_node(nid);
1821 }
1822 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1823
1824 /**
1825  * remove_memory
1826  * @nid: the node ID
1827  * @start: physical address of the region to remove
1828  * @size: size of the region to remove
1829  *
1830  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1831  * and online/offline operations before this call, as required by
1832  * try_offline_node().
1833  */
1834 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1835 {
1836         int ret;
1837
1838         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1839
1840         mem_hotplug_begin();
1841
1842         /*
1843          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1844          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1845          * if this is not the case.
1846          */
1847         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1848                                 check_memblock_offlined_cb);
1849         if (ret)
1850                 BUG();
1851
1852         /* remove memmap entry */
1853         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1854         memblock_free(start, size);
1855         memblock_remove(start, size);
1856
1857         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1858
1859         try_offline_node(nid);
1860
1861         mem_hotplug_done();
1862 }
1863
1864 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1865 {
1866         lock_device_hotplug();
1867         __remove_memory(nid, start, size);
1868         unlock_device_hotplug();
1869 }
1870 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1871 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */